用卷积公式求概率密度时确定积分区间

article/2025/10/19 10:41:35

卷积公式的推导过程书上有,不难理解。但是在解题时,确定积分区间很是头疼,本文讲解如何确定积分区间。


首先弄清f是什么,从定义入手,对于二维连续型随机变量(X,Y),Z=X+Y有 


F(z)是一个二重积分,高数下册中求解二重积分用的是“平行截面法”,所以f(z)就相当于是第一次积分的平行截面的面积A(z)。相当于“先积x”


接下来确定此二重积分的积分区域,方法是把题设取值范围中的y换成z-x。


和求二重积分相比较,我们是求第一次积分后的结果,而不是求最终结果,所以f要分段。

结论:f(z)分段的原则就是使积分上下限不同。即以x为横轴,z为纵轴,画一条横线,穿过不同的积分边界。 

解释下原因:

F(z)={z<=z}要考虑到所有可能的取值,F(z)分段,所以f(z)也分段,又F(z)是f(z)的原函数,所以f(z)分段时z的区间和F(z)分段时z的区间保持一致。

f(z)在本身的积分区域上有定义,所以f(z)最后的积分区域还要求一次交集。

所以,相当于是从积分的角度理解为什么要分段。而分段的本质是分布函数分段,即分布函数覆盖了取常数的概率值。


最终得到用卷积公式求f的解题步骤为:

1.画出新的积分区域。根据y的取值及x,z与y的关系,把x,y的积分区域转变为x,z的积分区域

2.计算积分



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